(57)【要約】  【課題】  ゴムブッシュの寿命を縮めることなく、ゴムブッシュへの応力を測定可能とする。  【解決手段】  車両のタイヤとシャーシとの間に設けられた連繋部材の軸受部分に装着されるブッシュ１０であって、ゴムブッシュ１２を挟持する内筒１３の外周面あるいは外筒１１の内周面に切欠部１３ａを設け、切欠部１３ａに圧電素子１４を埋設すると共に圧電素子１４の表面をゴムブッシュ１２と密着させ、タイヤに外力が負荷された際にゴムブッシュ１２に発生する応力を圧電素子１４で測定する構成としている。  【選択図】図１
2005147291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のタイヤとシャーシとの間に設けられた連繋部材の軸受部分に装着されるブッシュであって、
ゴムブッシュを挟持する内筒の外周面あるいは外筒の内周面に切欠部を設け、該切欠部に圧電素子を埋設すると共に該圧電素子の表面をゴムブッシュと密着させ、タイヤに外力が負荷された際に上記ゴムブッシュに発生する応力を上記圧電素子で測定する構成としていることを特徴とする応力センサ付きブッシュ。
【請求項２】
上記切欠部は、上記内筒あるいは上記外筒の端部から軸線方向に切り欠かれ、上記切欠部の一部に上記圧電素子を埋設する共に上記圧電素子に接続された電線を上記切欠部を通して上記端部より導出している請求項１に記載の応力センサ付きブッシュ。
【請求項３】
上記切欠部には上記圧電素子を埋設した残りの空間に絶縁材を充填しており、上記内筒の外周面あるいは上記外筒の内周面を段差の無い滑面としている請求項１または請求項２に記載の応力センサ付きブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力センサ付きブッシュに関し、詳しくは、自動車等の車両のタイヤとシャーシとの間に設けられた連繋部分に設置されたゴムブッシュへの応力を測定することでタイヤ外力を求めるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のサスペンション近傍の軸受部分において、車輪がバウンドすることによる車高の変化を吸収できるゴムブッシュが設置されていることが多い。例えば、実開平６−６５０１９号公報では、図８に示すように、外筒２ａと内筒２ｃの間にゴムブッシュ２ｂが介装された揺動部材２を介してサスペンションメンバ１とトランスバースリンク３が連結されている。内筒２ｃはサスペンションメンバ１に固定されており、外筒２ａはトランスバースリンク３に固定されていると共にポテンショメータ４を固定している。ポテンショメータ４は、ポテンショメータ本体４ｂの外周に摺動子４ａが摺接し、第２揺動部材５を介してサスペンションメンバ１に固定されている。
【０００３】
車両の安定走行のために地面とタイヤの間で発生する力（タイヤ外力）を測定すべく、ゴムブッシュ２ｂに加わる応力を測定しようとした場合、圧電素子等のセンサをゴムブッシュ２ｂ内部に挿入したり、ゴムブッシュ２ｂと内筒２ｃとの間に圧電素子を挿入することが考えられる。しかしながら、ゴムの中に異物を入れたり、ゴムを局所的に押圧したりするとその部分からゴムが破れ易くなり、ゴムブッシュ２ｂの寿命が縮まる問題が発生する。
【特許文献１】実開平６−６５０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ゴムブッシュの寿命を縮めることなく、ゴムブッシュへの応力を測定可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、車両のタイヤとシャーシとの間に設けられた連繋部材の軸受部分に装着されるブッシュであって、
ゴムブッシュを挟持する内筒の外周面あるいは外筒の内周面に切欠部を設け、該切欠部に圧電素子を埋設すると共に該圧電素子の表面をゴムブッシュと密着させ、タイヤに外力が負荷された際に上記ゴムブッシュに発生する応力を上記圧電素子で測定する構成としていることを特徴とする応力センサ付きブッシュを提供している。
【０００６】
上記構成とすると、圧電素子を内筒あるいは外筒の切欠部に埋設させているので、ゴムブッシュの内部に圧電素子を入れずに、かつ、圧電素子がゴムブッシュを局所的に押圧することなく、ゴムブッシュに圧電素子を接触させることができるので、ゴムブッシュの寿命に影響を与えることなく、ゴムブッシュへの応力を測定することが可能となる。そして、その測定したゴムブッシュへの応力を基にしてタイヤ外力を算出し、車両の振動制御にフィードバックして安定走行に役立てることができる。
【０００７】
上記切欠部は、上記内筒あるいは上記外筒の端部から軸線方向に切り欠かれ、上記切欠部の一部に上記圧電素子を埋設する共に上記圧電素子に接続された電線を上記切欠部を通して上記端部より導出している。
【０００８】
上記構成とすると、ゴムブッシュ内周面あるいは外周面の軸線方向の任意の位置に圧電素子を接触させたい場合、例えば、ゴムブッシュの軸線方向の中央位置に圧電素子を接触させる場合等に、圧電素子に接続される電線を切欠部に通して導出することで、電線のゴムブッシュへの干渉が防止され、ゴムブッシュの寿命低下を防止することができる。
【０００９】
上記切欠部には上記圧電素子を埋設した残りの空間に絶縁材を充填しており、上記内筒の外周面あるいは上記外筒の内周面を段差の無い滑面としていると好ましい。
【００１０】
上記構成とすると、上記切欠部の圧電素子を埋設した残りの空間に絶縁材を充填しているので、内筒あるいは外筒を切り欠いてできた段差を無くしてエッジのない滑らかな面を保つことができる。よって、ゴムブッシュに余計な傷が付くのを防止して、ゴムブッシュの寿命低下を防止することができる。
なお、上記絶縁材としては樹脂等が好適に用いられ、また、タイヤ外力によるゴムブッシュに加わる外力を考慮すれば５００００Ｎの力を加えても０．１％以上歪まない物質であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、圧電素子を内筒あるいは外筒の切欠部に埋設させているので、ゴムブッシュを局所的に押圧してしまうことなく、圧電素子をゴムブッシュに接触させることができ、ゴムブッシュの寿命低下を防止することができる。また、圧電素子に接続された電線は、切欠部に沿って導出することでゴムブッシュへの干渉を防ぐことができ、ゴムブッシュの寿命低下防止により貢献することができる。さらに、切欠部の残りの空間に絶縁材を充填することで内筒あるいは外筒の段差を無くすことができ、ゴムブッシュに余計な傷がつくのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。
図１は自動車のタイヤとシャーシとの間の連繋部分である軸受部に用いられた応力センサ付きブッシュ１０を示し、金属製の外筒１１と内筒１３との間にゴムブッシュ１２を介装しており、内筒１３の内部に挿通されたボルト１６を内筒支持部材１７に固定すると共に、外筒支持部材１８に設けられた円筒孔に外筒１１を圧入して固定している。即ち、内筒支持部材１７はタイヤ側部品（或いはシャーシ側部品）に連結される一方、外筒支持部材１８はシャーシ側部品（或いはタイヤ側部品）に連結されており、タイヤ外力の伝達による内筒支持部材１７と外筒支持部材１８との間の相対変位をゴムブッシュ１２で吸収している。
【００１３】
内筒１３は、図１〜図３に示すように、その外周面において端部１３ｂから軸線方向に中央付近まで切欠部１３ａを設けており、切欠部１３ａの中央側の端部に圧電素子１４を埋設すると共に、圧電素子１４に接続された２本の電線Ｗを切欠部１３ａに沿って内筒１３の端部１３ｂより導出している。
なお、２本の電線Ｗのうち一方は圧電素子１４からの電圧信号を取り出す信号線であり、他方はアース線である。よって、圧電素子１４から導出される電線は信号線の１本のみでも構わない。
【００１４】
切欠部１３ａの圧電素子１４を埋設した以外の残りの空間には絶縁材１５を充填し、内筒１３の外周面が段差の無い滑面となるようにしている。絶縁材１５は、タイヤ外力によるゴムブッシュ１２に加わる外力を考慮して５００００Ｎの力を加えても０．１％以上は歪まない物質であることが好ましく、ポリカーボネート等の樹脂が好適に用いられる。
【００１５】
上記構成とすれば、自動車のタイヤと地面との間で発生する力（タイヤ外力）により軸１６が変位した際にゴムブッシュ１２へ加わる応力を、ゴムブッシュ１２に接触した圧電素子１４で検知して電圧信号へ変換し、電線Ｗを介して該信号を取り出すことができる。
しかも、圧電素子１４を内筒１３の切欠部１３ａに埋設させているので、圧電素子１４がゴムブッシュ１２を局所的に押圧してしまうことなく、ゴムブッシュ１２に圧電素子１４を接触させることができ、ゴムブッシュ１２の寿命に影響を与えることがない。
【００１６】
また、軸線方向の中央位置に配置された圧電素子１４に接続された電線Ｗは、切欠部１３ａに沿って導出することでゴムブッシュ１２への干渉を防いでいるので、ゴムブッシュ１２の寿命低下を防止することができる。さらに、切欠部１３ａの圧電素子１４を埋設した以外の残りの空間には絶縁材１５を充填しているので、内筒１３を切り欠いてできた切欠部１３ａによる段差を無くしてエッジのない滑らかな面に戻すことができ、ゴムブッシュ１２に余計な傷が付くのを防止することができる。
【００１７】
図４は使用例を示し、第１〜第３応力センサ付きブッシュ１０Ａ〜１０Ｃをアンプ２１を介してＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０に接続されている。詳しくは、自動車内の各所に設けられた第１〜第３応力センサ付きブッシュ１０Ａ〜１０Ｃの各圧電素子１４から導出された２本の電線Ｗのうち一方をアンプ２１に接続して信号を増幅し、ＥＣＵ２０に接続している。そして、ＥＣＵ２０で取得したゴムブッシュ１２への応力情報を基にして所定の演算を行ってタイヤ外力を算出し、車両の振動制御にフィードバックして安定走行を行う。なお、圧電素子１４から導出された電線Ｗのうち他方はアースすると共に、アンプ２１もアースしている。
【００１８】
また、図５は変形使用例を示し、圧電素子１４とアンプ２１との間をツイスト電線Ｗ’としてノイズが乗りにくくすると共に、ツイスト電線Ｗ’の外周に両端がオープン（切りっぱなし）であるシールドＳを施して、シールドＳの一端をアースしても好適である。なお、アース箇所はアンプ２１側の一端とする代わりに圧電素子１４側の端部であってもよいことは言うまでもない。
【００１９】
図６および図７は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、圧電素子１４を埋設する切欠部１１ａ’を内筒１３’に設ける代わりに、外筒１１’に設けている点である。
【００２０】
外筒１１’は、その内周面において端部１１ｂ’から軸線方向に中央付近まで切欠部１１ａ’を設けており、切欠部１１ａ’の中央側の端部に圧電素子１４を埋設すると共に、圧電素子１４に接続された２本の電線Ｗを切欠部１１ａ’に沿って外筒１１’の端部１１ｂ’より導出している。切欠部１１ａ’の圧電素子１４を埋設した以外の残りの空間には絶縁材１５を充填することで、外筒１１’の内周面が段差の無い滑面となるようにしている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の応力センサ付きブッシュの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】応力センサ付きブッシュの使用例を示すブロック図である。
【図５】変形使用例を示す図面である。
【図６】第２実施形態の応力センサ付きブッシュの断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】従来例を示す図面である。
【符号の説明】
【００２２】
１０      応力センサ付きブッシュ
１１      外筒
１２      ゴムブッシュ
１３      内筒
１３ａ    切欠部
１３ｂ    端部
１４      圧電素子
１５      絶縁材
２０      ＥＣＵ
２１      アンプ
Ｗ        電線
【図１】
2005147291.tif 000003
【図２】
2005147291.tif 000004
【図３】
2005147291.tif 000005
【図４】
2005147291.tif 000006
【図５】
2005147291.tif 000007
【図６】
2005147291.tif 000008
【図７】
2005147291.tif 000009
【図８】
2005147291.tif 000010